中国西北部干旱区NPP驱动力分析——以新疆伊犁河谷和天山山脉部分区域为例

NPP作为全球生态系统稳定与生态安全评估的重要参数之一,它的分布变化能间接反映区域生态平衡和自然环境演变。以新疆伊犁河谷和天山山脉部分区域为研究区,为探寻该区域NPP驱动因子及其驱动特点,对NPP、气候气象、土壤、植物和海拔数据做再处理与数理统计分析,研究发现:(1)该中纬度干旱区NPP的主导因素为水分与海拔。(2)相关性分析得出,年平均气温、年平均降水量、干燥度、湿润指数、高程和坡度与NPP有显著相关性(P0.01)。(3)不同环境温度下,各环境因子对NPP的驱动能力有差异,年均气温在0℃以下区域NPP最强驱动因子为海拔(P0.01),而高于0℃区域则为水分因子(P0.01)。(4)不同植被类型与土壤类型间NPP主要驱动因子及贡献率存在较大差异。(5)NPP极值随海拔的升高先增大后减小,海拔高度对NPP环境因子驱动能力起决定性作用。揭示了海拔因素对我国中纬度干旱区NPP的重要影响,揭示了各环境条件下气候与地形因子对NPP的影响特点,为干旱区NPP驱动力研究提供相关理论依据。     

青藏高原草本沼泽植被净初级生产力时空变化及其对气候变化的响应

青藏高原是我国重要的草本沼泽分布区,该地区草本沼泽对于东亚生态安全及碳循环具有重要的意义。植被净初级生产力(NPP)是反映生态系统固碳能力的重要指标,气候变化能够显著影响植被NPP。在全球气候变化背景下,青藏高原草本沼泽植被NPP的时空变化及对气候响应机理尚不明确。利用2000―2020年NPP数据和气象数据,对青藏高原草本沼泽植被NPP的时空变化及其对气候变化的响应进行分析。研究表明:青藏高原草本沼泽植被NPP多年平均值为122.80 g C/m²,在2000-2020年青藏高原草本沼泽植被年NPP总体呈现显著增加趋势(0.79 g C m^-2 a^-1),其中增加趋势最为显著的地区集中于研究区北部。研究发现青藏高原草本沼泽植被NPP主要受年均气温影响,年均降水对青藏高原草本沼泽植被NPP的影响并不显著。在不同季节,夏季和秋季升温均能够显著增加沼泽植被NPP,其中夏季夜晚最低温升高对青藏高原草本沼泽植被生长的促进作用比白天最高温升高更显著。在全球昼夜不对称增温背景下,未来模拟青藏高原草本沼泽植被NPP时,需重点关注白天和夜晚温度变化对草本沼泽植被生长的不同影响。研究结果有助于评估青藏高原草本沼泽植被固碳潜力,并为青藏高原沼泽生态保护提供科学依据。     

气候变化和人类活动对祁连山国家公园植被净初级生产力的定量影响

祁连山国家公园作为西北地区重要的生态安全屏障和水源涵养地,研究其植被变化对西北地区的生态安全具有重要意义。基于2000—2019年祁连山国家公园的MOD17A3遥感数据,利用一元线性回归、偏相关分析、多元线性回归和残差分析等方法,分析了祁连山国家公园植被净初级生产力(NPP)的时空态势及其与降水、气温和人类活动的相关性,在此基础上量化气候变化和人类活动对植被NPP的影响。结果表明：(1)2000—2019年祁连山国家公园植被NPP整体呈波动上升趋势,且空间上呈东高西低的分布格局,其多年平均值为113.14 g C m^-2 a^-1,年均增长量达1.41 g C m^-2 a^-1;(2)植被NPP与降水、气温均呈正相关,其中降水对植被NPP影响更为显著;(3)人类活动区植被NPP总体呈增加趋势,与2016年相比,2019年人类活动区植被NPP增加的面积占87%,植被NPP降低的面积占13%;(4)在植被恢复区,气候变化和人类活动对植被恢复分别解释了92%和8%;在植被退化区,气候变化和人类活动对植被退化分...     

塔里木盆地北部盐化草甸植被净第一性生产力模型研究

根据野外实测的植被生产力资料及计算所得的测定样地地下水潜水蒸发量数据。建立了估算塔里木盆地北部盐化草甸植被净第一性生产力（ＮＰＰ）的模型：Ｙ＝０．０３２４＋０．００３７Ｅ。（１－ｈ／ｈ。）＾２该模型表明：在一定的气候和土壤条件下,盐化草甸植被净第一性生产力随地下水埋深的增加而逐渐下降,对模型的灵敏度分析表明,当地下水埋深ｈ〈３．３ｍ时,盐化草甸植被净第一性生产力对地下埋深的变化不甚敏感,ｈ每变化１     

开放式空气CO2增高对水稻物质生产与分配的影响

在大田栽培条件下,研究开放式空气CO2增加(FACE)200μmol·mol^-1的处理对水稻物质生产与分配的影响．结果表明,FACE处理使移栽至抽穗后20d的干物质积累量显著增加,使抽穗后20d至成熟期的干物质生产量显著减少,生物产量显著提高．移栽至抽穗期的干物质积累量增加是由于叶面积系数和净同化率共同提高所致;抽穗期至抽穗后20d的干物质积累量增加主要是由于叶面积系数的增加所致;抽穗后20d至成熟期的干物质生产量减少主要是由于净同化率的下降所造成．提高茎鞘占全株干物重的比例,降低叶片占全株干物重的比例,对穗占全株干物重的比例无显著影响,能显著提高水稻抽穗期茎鞘中可溶性糖、淀粉的含有率和含量,提高FACE处理的生物产量能极显著提高水稻产量(r＝0．7825)．     

四种禾本科牧草植物光合特性的初步研究

对４种热带牧草植物叶面入射光强、叶面温度、净光合速率、暗呼吸速率、气孔导度的测定结果显示：盛夏季节叶面入射光强和叶面温度日变化显著,分别介于１００－１７００ μｍｏｌｍ－２ｓ－１ｔ　３３． ２－４３℃之间;不同牧草种类之间净光合速率存在差异但日变化进程类似,即１０：００前最大,介于３５．６－４２／μｍｏｌｍ－２ｓ－１之间,之后随光强和叶面温度的增加而下降,按日平均值排序为皇草（２５．７μｍｏｌ　ｍ－２ｓ－１）＞墨西哥玉米（２４．２ μｍｏｌ　ｍ－２ｓ－１）、杂交狼尾草（２４．２ μｍｏｌ　ｍ－２ｓ－１）＞矮象草（１９．１μｍｏｌｍ－２ｓ－１）;（３）矮象草午休期间气孔导度的下降以及其它３种牧草气孔导度的提高是植物对高温胁迫的不同适应策略．     

水分胁迫对羊草光合产物分配及其气体交换特征的影响

 通过对典型草原优势植物种羊草(Leymus chinensis)的盆栽实验,模拟5个土壤水分梯度（分别为土壤持水量的75%～80%(对照)、60%～65%、50%～55%、35%～40%和25%～30% ）对羊草叶片相对含水量、光合速率、光合产物分配和种群CO2交换速率的影响。结果表明：随着土壤水分胁迫的增加,羊草叶片相对含水量呈先增加而后下降的单峰型变化,且在50%～55%处理下达到最大;叶片光合速率随着水分胁迫的增加而减小,且75%～80%、60%～65%、50%～55%的水分处理与35%～40%、25%～30%的水分处理的叶片光合速度日动态规律不同。羊草总生物量及根、鞘、叶生物量均随着水分胁迫的增加呈下降趋势。干旱促进早期羊草根的分配和根冠比增加, 但到后期却使它们降低, 表明羊草在受到较长期的持续干旱后通过增加根部的比重来提高抗旱性的能力逐渐降低。羊草根茎的生物量和分配随着土壤水分含量降低均呈现出先增加而后下降的趋势,羊草根茎的生物量在50%～55%处理下达最大（1.28 g·株-1）,而羊草根茎的分配在35%～40%处理下达最大（48.5%）。羊草种群CO2的净交换速率随着水分胁迫的增加而减小,其日交换量随着水分胁迫的增加而增加,且在60%～65%处理下达到最高,而后呈下降趋势,并在25%～30% 处理下为负值。研究结果表明,土壤持水量的40%可能是羊草对于水分变化响应的阈值。     

香草醛和对羟基苯甲酸对杉木幼苗生理特性的影响

采用盆栽模拟实验 ,研究了不同浓度的香草醛和对羟基苯甲酸对杉木幼苗生理特性的影响 .结果表明 ,当浓度为 10mmol·L-1和 1mmol·L-1时显著抑制了杉木幼苗的叶绿素含量、光合作用、根系活力等生理指标 ,并且随着浓度的增加 ,对生理活性的抑制作用增大 .其中 ,用香草醛处理的杉木幼苗的净光合速率分别降低 37.0 %、2 5 .1% ;蒸腾速率分别降低 37.0 %、2 0 .3% ;气孔导度分别降低 4 6 .8%、33.7% ;根系活力分别降低 78.8%、5 1.6 % .连栽杉木林土壤中积累的香草醛、对羟基苯甲酸等酚类化合物能够对杉木幼苗产生化感作用 ,这是导致连栽杉木生产力降低的一个不可忽视的因素 .     

The impact of invasion and subsequent removal of an exotic thistle, <Emphasis Type="Italic">Cynara cardunculus</Emphasis>, on CO<Subscript>2</Subscript> and H<Subscript>2</Subscript>O vapor exchange in a coastal California grassland

Changes in vegetation structure and composition, particularly due to the invasion of exotic species, are predicted to influence biosphere-atmosphere exchanges of mass and energy. Invasion of Cynara cardunculus (cardoon or artichoke thistle), a perennial, non-native thistle in coastal California grasslands presently dominated by non-native annual grasses, may alter rates of ecosystem CO₂ exchange and evapotranspiration (ET). During spring and summer 2006, we compared midday maximum net ecosystem CO₂ exchange (NEE) and ET among adjacent grassland plots where Cynara was present and where it was absent. Measurements of NEE supported the prediction that deeply-rooted Cynara increase midday ecosystem C-assimilation. Cynara-mediated shifts in NEE were associated with increases in ecosystem photosynthesis rather than changes in ecosystem respiration. Furthermore, the presence of Cynara was associated with increased ET during the growing season. An increase in aboveground live biomass (a proxy for leaf area) associated with Cynara invasion may underlie shifts in ecosystem CO₂ and water vapor exchange. Following mid-growing season sampling during April, we removed Cynara from half of the Cynara-containing plots with spot applications of herbicide. Three weeks later, midday fluxes in removal plots were indistinguishable from those in plots where Cynara was never present suggesting a lack of biogeochemical legacy effects. Similar to woody-encroachment in some semi-arid ecosystems, Cynara invasion increases midday ecosystem CO₂ assimilation and evapotranspiration rates and has the potential to increase C-storage in California coastal grasslands.